在纯铜的热管理设备制造中，细节特征的可制造能力非常关键。在《纯铜3D打印特殊结构（一）：薄壁结构极限制造》一文中，3D打印技术参考介绍了纯铜薄壁结构的3D打印研究情况，本篇内容介绍的重点为晶格结构制造，涉及使用不同类型的激光器以及不同工艺对晶格结构的制造能力。 具有两个或多个流体域的热交换器中的交织通道需要更复杂的结构，其形式为TPMS基于壳的晶格。Gyroid和Schwarz-D等TPMS结构能够提高换热器性能，因为它在增加的传热表面积与最小压力损失之间实现了最佳平衡。 根据定义，TPMS是在三个独立方向周期性重复的最小表面，其增加了悬垂和弯曲表面，因此比基于梁晶格或薄壁具有更具挑战性的几何形状，这些表面容易因熔池深度渗透过多而过热同时会产生打印层纹。尽管如此，薄壁结构增材制造制造背后的原理仍然适用于TPMS晶格。 香港中文大学的研究团队利用其自主开发的高精度近红外激光L-PBF系统制作了N14和原始型TPMS晶格结构。顶面横截面积的光学显微镜分析表明壁厚为100µm，具有致密且无孔的微观结构。由于阶梯效应，侧表面横截面积表现出明显更高的壁厚，为149µm。表面粗糙度也高度依赖于构建方向，并按顶面(Ra3.3µm)、侧面(Ra14.8µm)和底面悬垂表面(Ra19.2µm)的顺序增加。这是因为在水平悬垂逐渐增加时，熔池深度可以穿透悬垂区域，从而导致固化层重熔以及粉末颗粒部分熔合到下表面。 ( a ) 使用高精度NIR L-PBF打印机制造的N14和原始型晶格结构( b ) 垂直晶格壁的横截面积显示出良好的致密性、光滑的表面和100µm的厚度( c）顶部和侧面的壁厚比较（d）顶部和侧面的表面粗糙度比较（e）示意性说明高度倾斜表面的激光烧穿和过度穿透 与近红外激光器相比，使用蓝色和绿色激光器制造的晶格结构面临着最小特征尺寸和光滑表面的挑战，这与前面所示的薄壁几何结构的结果类似。 使用(a)蓝色激光和(b)绿色激光在L-PBF中打印的晶格结构具有更大的最小晶胞尺寸、更低的分辨率和更粗糙的表面 然而，近红外激光器并非没有挑战。使用近红外激光器的致密且形状良好的纯铜结构的最佳加工窗口只能出现在小范围内。如果不对特定几何形状的工艺参数进行微调，在晶格结构中使用近红外激光器也会导致不稳定的熔池和扭曲的几何形状。 与具有较大加工窗口的绿色激光器相比，L-PBF中近红外激光器的纯铜加工窗口较窄，可能会导致熔池不稳定和几何形状扭曲（红色轮廓） 对于基于烧结的纯铜晶格结构3D打印而言，最明显的进步似乎是还原光聚合技术。就像薄壁结构一样，TPMS晶格结构的分辨率、表面粗糙度和表面均匀性通过该技术显得非常出色。与基于能量束的增材制造相比，各向同性特性也有望得到改善，因为烧结过程提高了晶粒的均匀性，而不是基于能量束的增材制造技术所特有的细长晶粒结构。这对于纯铜的导热性和导电性至关重要，因为晶界，特别是取向角在14°到18°之间的小角度晶界，会引起晶格中的位错和应变，从而抑制电子迁移率并增加电阻。此外，由于重复的熔化和凝固循环，使用基于梁的增材制造晶格结构的节点通常包含高残余应力。 使用光固化3D打印的具有高分辨率和光滑均匀表面的复杂三周期最小表面晶格结构 另一方面，迄今为止，通过基于烧结的增材制造可实现的纯铜最大相对密度(<98%)通常低于基于激光的增材制造(>99%)。这是由于聚合物粘结合剂的使用，即使在大量的脱脂和热解过程之后，也会留下残留的碳污染物。因此，在烧结过程中，相邻粉末颗粒的颈缩和随后的熔合受到抑制，从而导致高孔隙率。因此，迄今为止，纯铜烧结增材制造技术的发展主要集中在材料层面的致密化和纯度水平的改进。这些努力似乎已经得到了回报，因为基于烧结的增材制造技术已经实现了略低于基于能量束的增材制造和传统加工铜的高导热性和导电性。因此，该领域的未来工作预计将转向纯铜高复杂几何形状的高分辨率打印，这与之前基于能量束的增材制造经历的历程类似。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，转载请点击转载须知。

  01.中国学者Science，3D打印高光致发光结构 高光致发光量子产率的蓝光和绿光发光器是目前固态照明和彩色显示领域的研究前沿。2024年1月4日，中美两国三院院士、美国加州大学伯克利分校无机化学家 杨培东 与授意团队发报2024年期第20-24篇"近统一光致发光的蓝色和绿色卤化物的超分子组装"。         杨培东教授团队通过铪和锆卤化物八面体团簇的超分子组装，展示了近乎统一的光致发光效率的蓝色和绿色发射材料。高发光的卤化物钙钛矿粉末具有优异的溶液加工性，可以用于薄膜显示器和自发光3D打印。通过搅拌和超声处理，光致发光粉末均匀分散到树脂中。利用多材料数字光打印方法，将蓝色和绿色发射器组装成复杂的宏观和微观结构。在405nm结构紫外光照射下，树脂迅速转化为固体3D结构。3D打印光致发光结构的潜在应用非常广泛， 从复杂的室内环境照明解决方案到无缝集成到可穿戴设备中 ，正在不断发展。 02.中国学者Science，3D打印高强、高延展钛合金 2024年3D打印技术领域第二篇Science文章于2月8日发表。来自澳大利亚昆士兰大学、 重庆大学 、 丹麦技术大学 "超均匀、强、韧性的三维打印钛合金" 通过双功能合金设计文章," 通过向Ti5553金属粉末中添加Mo ，实现了3D打印过程的原位合金化。     具体的说，通过将钼精确输送到熔池中，钼可以在每层扫描期间充当晶体形成和细化的籽晶核，促进了从大柱状晶向细等轴和窄柱状晶结构的转变。钼还可以稳定所需的β相并抑制热循环过程中相异质性的形成，通过这种方法不仅提高了3D打印钛合金的强度，还实现了延展性和拉伸性能的完美平衡。     作为钛工业中所谓主力的TC4，建议使用的最小断裂伸长率为10%，而此次3D打印制备的钛5553在屈服强度达到926兆帕的情况下， 断裂延伸率达到了26%，具有极大的应用潜力 。该方法还有望应用于其他金属粉末混合物，并定制具有增强性能的不同合金。 03.中科院金属所Nature，3D打印“抗疲劳”钛合金 2024年12月27日,独立自主的中国科院毕业生,拥有良好的团队合作精神,题为"钛合金通过近无音3D印刷的高疲劳抵抗力"。文章认为,3d打印(注:基微观影) 天然高抗疲劳性 ，而该性能的降低可能是微孔的存在造成的。常规消除微孔的努力往往造成组织粗化，而组织再细化的过程又会带来气孔复现，甚至引发晶界α相富集等新的不利因素，使微观结构的进退努力两难。         中科院团队在进行热处理研究的过程中，发现了一个关键的后处理工艺窗口，高温下3D打印钛合金的相变和晶粒生长具有异步性。只要有足够的过热度，就会立即发生α到β相的转变，而虽然已经到达了β相的生长温度，但晶界需要一段孕育期来重新排列。利用这一宝贵的热处理窗口，研究人员确定了热等静压与高温短时间处理相结合的热处理方法，既实现了组织细化，又防止了α相富集以及微孔的重新出现，最终 制备出几乎无微孔的近打印态3D打印钛合金 。 04.斯坦福大学Nature，极高速3D打印高精度微颗粒 2024年3月，斯坦福大学的研究人员以“Roll-to-roll, high-resolution 3D printing of shape-specific particles”为题在nature发表文章。该研究以该校2015年开发的连续液体界面生产技术为基础，开发出了一种更高效生产微尺度颗粒的3D打印技术， 每天可制造多达100万个具有高精度且可定制的微米级颗粒 。     R2R卡姆3D打印原理   研究人员 开发了一种可扩展、高分辨率的r2rCLIP 3D打印技术 ，使用单数字微米级分辨率的光学与连续胶卷（代替静态平台）相结合，能够 以高达2.0微米的特征分辨率批量生产直径200微米的粒子 ，每天可制造多达100万个颗粒，为粒子制造带来了新的可能性。该技术已经展示了从陶瓷到水凝胶歧管等广泛领域的制造潜力，随后 在微工具、电子和药物输送方面 具有潜在应用。 05. 他是海哥大学, 3D打印可循环使用光敏树脂 2024年5月nt15日,英格国瑞金大经美格分词创制新语,题为"一种可再生来源,用于添加剂制造的圆形光能树脂"的文章。     研究人员第一次创造出一种树脂，只需添加少量光引发剂即可保持其固化性能，它不仅能够以高分辨率打印， 还可以分解成其组成部分，回收和重新打印 。这种树脂的原料来自硫辛酸，它是一种天然物质，通过调整其组成和网络架构，可以获得具有不同热和机械性能的打印材料，这些性能可与多种商业丙烯酸树脂相媲美。3D打印后的树脂进行了熔化和重新解聚，最终发现解聚后的树脂组成与初始配方相当，且该树脂可以重复打印。 06.华中科技大学Nature，3D打印助力无线植入传感器制造 2024年6月， 华中科技大学 臧剑锋教授、姜晓兵教授以及新加坡南洋理工大学 陈晓东 相当于授旗团组体手部合作,在《自然》文章中,人们一起发条座以"用于颅内信号无线监测的可注射超声波传感器"。     研究人员开发出一种创新型可注射超声凝胶传感器。其由双网络交联的水凝胶基质和内部周期性排列的空气孔道组成，体积仅为2×2×2mm³。这种可注射传感器是研究团队采用 摩方精密面投影微立体光刻 (PμSL)3D打印技术(nanoArch® S140，精度：10 μm)加工模具后，经水凝胶翻模制备而成。经过计算机模拟结构优化，该特殊结构对入射超声波有很强的反射能力。     该传感器有望克服传统有线传感器存在的感染风险和术后并发症等问题，同时避免现有无线电子传感器体积过大、无法体内降解等临床应用挑战。（本部分来自摩方精密，引用已获授权。） 07.浙大&上海交大Nature，弹性体3D打印重大突破 2024年7月3日，来自 浙江大学和上海交通大学 这是一篇题为"具有非凡强度和韧性的3D打印机"的文章。     该研究聚焦3D打印光敏聚合物的 机械性能远不及传统加工技术所能达到水平 的特点，认为这主要是因为 打印要求限制了分子设计 所导致的，进而开发了一种新的可光固化打印树脂化学技术。 研究人员展示了利用动态共价化学来克服打印性能冲突的方法 。该技术可生成一种拉伸强度为94.6MPa、韧性为310.4MJm的弹性体， 这两项指标均远超当前其他3D打印弹性体 。 a.打印后的物体及其在后处理过程中的尺寸变化；b.3D 打印气球的非充气和充气状态及其抗穿刺性c.机械穿刺力的有限元建模。d.3D 打印气动执行器可举起 200克的重量e.3D打印气动夹持器，用尖刺抓住铜球（70 克）   该研究实现了3D打印技术在高强度、高韧性弹性体材料制造上的重大突破，展示了3D打印技术 在软机器人、可穿戴设备、医疗设备 等新兴领域的巨大应用潜力。 08. 美国学研究, 3D打印“心脏创可贴” 2024年，8月1日，来自宾夕法尼亚大学、 科罗拉多大学 美国标--博尔德格--标称技术团体---------------------------------------------------------------------------------------     本研究提出了一种称之为 CLEAR（光与暗聚合相结合）的3D打印技术 ，旨在通过光聚合与暗聚合（即氧化还原聚合）的结合， 实现高度纠缠的聚合物网络的3D打印 。CLEAR技术利用光聚合快速制造出物体的形状，而随后的氧化还原聚合则允许未反应的单体缓慢而稳定地转化，从而生成高浓度的长聚合物链，增加物理纠缠的密度。 为猪心脏安装3D打印的水凝胶贴片   使用新技术3D打印的聚合物材料，与传统的DLP技术相比， 材料的拉伸性能提高了四到七倍 。研究人员成功打印出了高分辨率、多材料结构， 这些结构具有空间程序化特点，能够粘附到组织或器官上用于人类健康的康复、感知、监测和管理 。 09.中美联合Nature，3D打印跨尺度先进材料结构 自然界中的生物体通过精妙的自组装过程构建出了具有复杂结构和卓越性能的材料。这些生物材料，如骨骼、贝壳和蜘蛛丝，不仅在宏观上展现出优异的力学性能，而且 在微观尺度上也具有高度有序的结构 。这些层级结构材料因其 结合了软、硬材料领域和融合界面 ，在性能上超越了均质材料。受此启发，科学家们一直在探索如何通过合成方法制造出类似的高性能材料。  …

3D打印技术参考注意到，由美国宇航局（NASA）格伦研究中心开发的新型镍钴铬氧化物弥散强化（ODS）高温合金GRX-810，日前已实现商业化销售。NASA与知名金属3D打印材料开发商Elementum 3D已签订共同独家许可协议。 2024年10月31日，Elementum 3D向客户交付了首批商业化生产的GRX-810材料，并宣布其生产能力可达每周1.5吨。需要指出的是，两家机构的合作并非首次，3D打印技术参考于2023年还报道过，双方还合作开发了能够用于发动机喷嘴3D打印的铝合金。除Elementum 3D之外，NASA还授权另外三家公司生产GRX-810，分别是Carpenter、Linde、Loveland。这一成就标志着NASA加速GRX-810合金应用以促进美国技术发展的目标提前实现。 Elementum 3D的创始人兼首席执行官Jacob Nuechterlein博士表示：“我对Elementum 3D团队能够迅速将NASA的GRX-810合金推向市场感到无比自豪。在短短六个月内，我们不仅开发出了一套合格的制造工艺，还实现了GRX-810的量产，这充分展示了我们从概念到现实的转化能力。” GRX-810材料的商业化预示着一系列潜在的技术突破，包括制造更轻、更薄的发动机部件，提高燃油效率，降低运营成本，增强耐用性，以及提升在更高工作温度下的能力。 针对LPBF工艺打印的GRX-810的典型性能数据 在高温环境下，GRX-810相较于其他可打印高温合金，其抗蠕变性能提升了1000倍，强度和抗氧化性能提高了两倍。 蠕变寿命是指材料在高温下承受持续应力而不发生故障的时间。蠕变是高温下零件承受离心力、重力、压力或其他长期应力载荷的主要失效机制。GRX-810的卓越蠕变性能直接意味着零件寿命的延长、工作温度的提升和负载能力的增强。 EOS新推出两种超级合金 2024年11月，工业3D打印制造解决方案的领先供应商EOS新增2种新型金属增材制造镍基超级合金材料：EOS Nickel Alloy IN738与EOS Nickel Alloy K500。这两种材料都能为采用EOS激光粉末床熔融3D打印技术的各行各业提供卓越的性能、零件特性和价值。 IN738适用于在极端压力下运行的高性能能源部件和涡轮机械系统。它是一种镍基材料，集高强度和耐热性于一身，抗拉强度达1265MPa，伸长率为4.5%。与传统制造的超级合金相比，EOS IN738可承受更高的温度环境，在涡轮叶片和其他能源部件等高压力应用中的劣化程度明显降低。使用EOS IN738生产的增材制造部件还将利用工业3D打印设计优化的固有优势，从而提供额外冷却并延长部件的整体使用寿命。 EOS IN738与IN939、Haynes282的性能比较 EOS IN738打印的涡轮叶片 K500是应一家大型航天发射组织的要求而开发的，它为寻求强度和适度导热性平衡组合的制造商提供了完整的解决方案，同时兼顾了镍合金和铜合金的性能。这种材料非常适合推进器和喷嘴等太空应用，以及制造泵和阀门的化学加工商和海事应用。 EOS金属材料业务开发经理JuhaKotila表示，“EOS K500填补了3D打印两种材料之间的重要空白，即镍超合金的高机械强度和铜合金的导热性。EOS材料开发团队成功地创造了EOS K500，作为同时需要机械强度和导热性的太空应用或极端条件下的解决方案。” ORNL开发迄今最轻3D打印无裂纹高温合金 3D打印技术参考于10月18日注意到，美橡树岭国家实验室（ORNL）和美国家能源技术实验室（NETL）的研究人员成功研发并3D打印出了一种迄今最轻且无裂纹的合金，该合金能够在1315℃以上的高温下不会熔化。这一创新成果能够显著提升涡轮叶片的增材制造水平，它不仅能承受更高的温度，还能减轻飞机和燃气涡轮机的重量。 这种新型合金由七种元素组成，富含铌，形成了复杂的合金结构。其熔点比橡树岭国家实验室之前研发的镍钴超合金至少高出48%。通过精确调整电子束熔融工艺，研究人员成功打印出了该合金的测试部件。 3D打印技术参考认为，采用EBM工艺是实现该新合金无裂纹3D打印的关键。由于电子束熔融工艺本身具备的高温特性以及电子束偏转与聚焦方面的高度灵活性，该工艺已被证明在裂纹形成方面敏感性较低。文献中已报道了Inconel 738、Rene142和CMSX-4等多种易开裂合金的成功电子束熔融加工案例，GE航空航天公司则采用EBM工艺批量3D打印易开裂的TiAl合金发动机叶片。 END 3D打印技术的发展正推动材料科学进入一个新的时代，特别是在高温合金的应用上。GRX-810的成功商业化不仅展示了如何将实验室的创新技术转化为市场上的实用产品，而且强调了公私合作在加速技术发展和应用中的重要性。此外，新材料的卓越性能，预示着3D打印技术在提高工业部件性能、降低成本和推动可持续发展方面的潜力。 通过3D打印技术，可以开发出更轻、更强、更耐用的材料，从而在航空航天、能源和化工等行业中实现更高效的运作和更低的环境影响。这些进展不仅对特定行业具有重要意义，也对全球材料科学和制造技术的进步具有深远影响。

11月29日，“核级制品用龙焱400型金属3D打印机鉴定成果发布会”在广东省中山市召开。中山市科技局、中国核动力院以及来自多家核能制造企业的领导专家出席了发布仪式。发布仪式上，中核集团学科带头人罗英宣读了鉴定意见，中国核动力院增材中心副主任陈平向汉邦激光总经理刘建业颁发了鉴定证书。 此前，在11月28日举行的核级制品用龙焱400型金属3D打印机鉴定审查会上，来自中国商用航空发动机有限责任公司、全国特种加工机床标准化技术委员会、国家增材制造产品质量检验检测中心、西安交通大学、四川大学、北京科技大学、深圳大学、核动力院等八家单位共十位专家对龙焱400型金属3D打印机进行联合评审鉴定，一致认为该机型性能参数系统、制品打印质量以及过程操作运行规范均符合鉴定技术要求，同意通过审查。本次鉴定成果发布，标志着龙焱400型3D打印机成为国内首台通过鉴定的核级制品用金属3D打印机，具备了承制核级制品的条件。 增材技术在以核能为代表的能源领域应用前景广阔，核级制品因其特殊的应用场景，要求产品安全绝无一失，对于制造过程质量控制及母机设备可靠性等要求尤为严苛。传统金属3D打印机运行稳定性不足、缺乏对增材制造过程的监督检测手段，无法监测确定制造过程状态，难以符合核级制品的制造需求。汉邦激光与核动力院联合研发的“龙焱系列”打印机，采用多重措施提高打印机的工作可靠性，部署了熔池监控系统，对打印全过程的稳定性进行监控，为核级产品的过程质量控制提供了有力的数据支撑，是国内首台通过鉴定的核级制品用3D打印机，拥有完全自主知识产权，是核能领域与先进制造领域有机结合，共同推动新质生产力发展。 发布会中，中国核动力研究设计院增材制造创新中心陈平副主任在致辞中着重强调，此次合作研发的成功不仅是增材制造技术与核能领域深度融合、协同发展的关键性跨越，而且构筑了未来科技创新与产业创新深度融合、协同推进的坚实基石。先进核能与增材制造的有机结合是符合国家发展趋势的，是满足高水平科技自立自强，服务高质量发展要求的。无论是从核能领域发展的角度来讲，还是从增材制造发展的角度来讲，都可以说是广阔天地，大有作为。此次合作正是双方积极响应国家创新驱动发展战略的号召，以实际行动共同推动科技创新与产业升级深度融合、协同发展的生动例证。 随后，汉邦激光研发中心副总经理王毅详细汇报了龙焱400型3D打印机的鉴定过程及专家审查结果。他特别介绍了熔池监控系统以及设备质量监控、安装与运行鉴定的关键环节，并强调与肯定了研发攻关的过程，在4年的研发里，有赖核动力院及汉邦激光团队的无私付出，经历无数日夜的技术攻坚，投入大量资源对核应用领域典型的案例进行验证，实践以及迭代工作，坚持不懈地以核级的品质要求进行优化和改良，最终实现了核级领域3D打印应用的阶段性成功，充分展示了汉邦激光在技术创新与质量控制方面的卓越实力。同时，也展望未来与核动力院将继续保持深度融合，加大投入，磨砥刻厉，不断突破，为增材制造在核级制品的产业链链路彻底打通的目标努力，敢为人先，成为核能增材制造技术的引领者。 中国核动力研究设计院增材技术科技带头人何戈宁主任则对核级制品用3D打印机的研发要求进行了深入解读。他指出，增材技术作为新质生产力的代表，是核工业新型工业化转型及数字化转型的重要支撑。增材制造不仅为核能装备的全生命周期管理提供了新的解决方案，更助力核能装备综合性能的提升。核动力院近年来在增材技术研究领域的深耕细作，充分展现了增材技术在核能领域的广阔应用前景。 会上，中核集团学科带头人、中国核动力研究设计院核能增材项目部技术经理罗英宣读了鉴定意见，对龙焱400型3D打印机的技术性能与实际应用价值给予了高度评价。 汉邦激光总经理刘建业在讲话中表示，此次合作研发的成功是双方团队技术创新与艰苦努力的结晶，也是双方在核级金属3D打印领域取得的重要里程碑。他期待双方能够以此为契机，深化合作，推动金属3D打印技术在核领域的广泛应用，为我国核电及战略应用核堆的发展做出重大贡献。同时，他也表示，汉邦激光将继续坚持科技创新，不断提升技术实力，为行业发展贡献更多力量。 发布会期间，与会嘉宾参观了汉邦激光位于广东省中山市的新基地，建筑面积45000平方米，这里是集高端设备生产、专业制粉及先进研发于一体的综合性基地。嘉宾们不仅亲眼目睹了龙焱400型3D打印机的工作现场，观看在线熔池检测系统打印过程的实时运行情况，还与技术团队深入交流。此外，嘉宾们还参观了航空航天、核能、3C模具、医疗等多个行业的应用案例，这些案例生动展示了汉邦激光在金属增材制造技术领域的广泛应用和卓越成果，赢得了嘉宾们对公司技术实力和创新能力的高度认可与赞赏。 此次发布会的成功举办，充分展示了汉邦激光在金属3D打印技术方面的深厚积累与创新能力。未来，这一成就不仅是汉邦激光在核能领域的技术突破，更是金属增材制造技术发展的又一重要里程碑。汉邦激光将继续贯彻以创新研发为核心，高效生产为目标，实现设备、软件、核心器件、新型材料与技术工艺研发的全金属增材制造解决方案理念，携手各方行业同仁，迈入新质生产力的新时代，共绘金属增材制造的新篇章。

3D打印技术参考注意到，日本东京大学的研究人员于11月22日在Science刊登了一篇题为“ Mechanically strong yet metabolizable supramolecular plastics by desalting upon phase separation”的文章，该研究开发出了一种号称不会污染海洋的新型耐用塑料。这种新材料与传统塑料一样具有高强度，可生物降解，但它的特殊之处在于它能在海水中分解，有望帮助减少在海洋和土壤中积累并最终进入食物链的有害微塑料污染。同时，这种新型的可代谢且机械强度高的超分子塑料，适用于3D打印。 https://www.science.org/doi/10.1126/science.ado1782 另外值得注意的是，该研究的第一作者为博士生程逸人（Yiren Cheng），相田卓三教授和东南大学特聘教授黄虎彪博士为共同通讯作者。 相田卓三、黄虎彪、程逸人 超分子塑料的合成原理 超分子聚合物是通过非共价合成方法制备的，利用盐桥在水中介导形成多价盐桥的三维网络结构。盐桥是在水中最强的非共价相互作用之一，由静电相互作用和氢键共同加强。文章中选择了两种能够在水中形成多价盐桥的单体：六偏磷酸钠作为阴离子单体，以及二价或三价胍盐作为阳离子单体。这些单体在水中发生盐桥连接（该过程可逆），能够形成交联的超分子网络。 在水中，两种单体的交联伴随着液-液相分离，形成凝聚物，最终凝聚成浓缩的液相。这一步骤是形成超分子塑料的关键。将浓缩的液相干燥，可得到机械强度高、玻璃状的超分子塑料。 将凝聚相蒸发干燥并热压而得到的无色、高透明薄膜 最终的塑料是通过简单地干燥单体链制成的，而归功于可逆相互作用，它一旦它接触到海水，这种特殊的塑料就会逆转这一过程：盐桥被打破，聚合物在几小时内失稳。而通过其他手段，这种超分子聚合物可以通过简单的电解质作用进行闭环回收。 制备可3D打印的超分子塑料 进一步的，研究人员将上述方法，扩展到了可3D打印材料的制备中。他们将阴离子单体更换为酸软骨素，这是一种代表性的生物源性多糖，常用于医药和保健品。将多糖单体与含有阳离子的胍单体通过盐桥连接，在水中形成交联的超分子网络。这种连接是通过多糖单体的阴离子基团与胍单体的阳离子基团之间的离子键实现。 在形成盐桥连接的过程中，会发生液-液相分离，将生成的硫酸钠等副产物排斥到富含水的相中，而剩余的浓缩液相则形成交联的超分子聚合物网络。这个过程类似于“非可逆超分子聚合”策略，它允许超分子聚合物形成坚硬的塑料材料。 将剩余的浓缩液相进行干燥处理，得到玻璃状塑料，这种塑料具有热重塑性，并且可以在水性介质中使用，经过疏水涂层处理（如使用聚对二甲苯C涂层）后，可以进一步增强其应用性能。由于这种多糖超分子塑料具有交联的网络结构和热重塑性，因此理论上可以将其应用于3D打印领域。 实验测试发现，所合成的超分子材料薄膜展现出了优异的机械性能，包括高的杨氏模量和硬度，以及高的拉伸强度（76和94MPa）。这些特性使得这些材料适合于3D打印应用，它们可提供所需的结构强度和耐久性。这两种材料的热分解温度分别为199°C和202°C，表明它们在3D打印过程中的热稳定性较好，可以在高温下保持形状和结构。 此外，尽管这些超分子塑料难以通过热重塑，但它们可以通过水雾进行重塑。这意味着在3D打印后，如果需要对打印件进行形状调整，可以通过这种方法实现。 文章中展示的3D打印样件（上iii和iv） Super Inkjet Printer (SIJ-S050)喷墨3D打印机 文章中展示了使用基于多糖的超分子塑料通过3D打印技术制造的物体的图片，这证明了这种材料在3D打印领域的实际应用潜力。这些图片作为实证，展示了材料可以被塑造成复杂的三维结构。3D打印技术参考查询发现，研究人员使用了SIJ Technology的Super Inkjet Printer (SIJ-S050)喷墨3D打印机在30°C的条件下，对由硫酸软骨和氨基胍形成的共沉淀物在载玻片上进行了3D打印。 研究价值 相田卓三教授表示：“我们曾认为超分子塑料中键的可逆性会使它们变得脆弱和不稳定。然而，我们的新材料却完全相反。通过这种新材料，我们创造了一种新的耐用、稳定、可回收的塑料家族，它们具有多种功能，而且重要的是，不会产生微塑料。”   研究的另一个特点是这些新塑料非毒性、不可燃、不排放二氧化碳，并且可以在高于120°C的温度下重塑，像其他热塑性塑料一样。因此，它们可以为特定需求定制。它们可以是坚硬且耐刮擦的，或更柔软，类似于橡胶状的硅胶，重量抵抗或具有低拉伸强度的柔韧性。这样的塑料可以用于3D打印以及医疗或保健应用。 新材料不会产生微塑料 在可持续性方面，研究人员研究了可回收性和可生物降解性。在将新塑料溶解在海水中后，他们能够回收91%的六偏磷酸钠和82%的胍作为粉末，突出了回收的简便和高效。在土壤中，新超分子塑料的片材在10天内完全降解，为土壤提供磷和氮，类似于肥料。   总的来说，文章中描述的超分子塑料不仅在机械性能上表现出色，而且具有生物可降解性和可回收性，这些特性使得它们成为3D打印领域的理想材料，尤其是在寻找环境友好型替代传统塑料的背景下。通过3D打印技术，这些材料可以被用来制造各种复杂的结构和部件，同时保持了对环境的低影响。

当地时间2024年11月19日至22日，德国法兰克福精密成型及3D打印展览会（Formnext 2024）顺利举办。深圳希禾增材技术有限公司（希禾增材）携公司自主研发的绿激光金属3D打印设备及一系列创新解决方案精彩亮相，展示公司在绿激光打印领域的最新突破。希禾增材公司以精密、效率和绿色为核心，通过多领域应用的展件与现场讲解，吸引了来自全球的参观者。 技术革新，绿光优势再升级 在金属3D打印领域，高反金属和难熔金属的打印一直是行业面临的重大挑战。传统3D打印设备普遍采用红外激光作为光源，而金属材料如铜、金、钽及其合金等对红外激光的吸收率较低，打印飞溅严重，熔融过程易出现气孔问题，难以实现样品的高致密性，限制了打印质量和性能的提升。 （图片来源：www.addireen.com） 绿激光金属3D打印解决方案 希禾增材公司的绿激光打印设备凭借短波长的绿光光源，成功解决了传统红外激光在高反金属等材料打印中的诸多难题。铜、铝、金、银等金属材料对绿色激光的吸收率显著高于红外激光，这使得绿激光在打印过程中能够大幅提升打印精度与效率。此外，希禾增材绿激光打印设备的更小光斑优势，适合打印复杂精细的结构，满足了高端制造的严苛要求。 希禾增材在德国Formnext 2024展示的M160G样机 图1.希禾增材在德国Formnext 2024展示的最大推力室模型 在德国Formnext 2024展会上，希禾增材公司展示了众多令人印象深刻的展件。希禾增材公司展示的一款火箭推力室模型，可采用纯铜或铜铬锆打印（图1展件为纯铜打印），具备卓越的导热性能和耐高温特性，充分体现了希禾增材公司绿激光打印设备在航空航天领域的应用潜力，为高难度制造问题提供了可靠的解决方案。 希禾增材公司绿激光打印设备均为「公司自主研发」，可根据不同的应用需求进行定制化开发。此外，希禾增材公司在Formnext展会上还展示了多款散热领域的测试件。图2散热翅片展件采用了中空结构，在精细度和表面粗糙度方面表现出明显优势。 创新应用，饰品与消费领域的突破 饰品与消费领域对打印件的表面光洁度和粗糙度有着极高要求，而铜作为一种加工难度较大的金属材料，要实现高光洁度的3D打印效果尤为困难。这不仅对设备性能提出了考验，更对工艺的精细化控制能力提出了更高要求。 图6.希禾增材公司首次对外展出的装饰摆件 希禾增材公司在本次Formnext 2024展会为这一领域带来了惊喜。公司首次展出了多种金属装饰与消费品的打印成果，包括造型摆件（图6龙形摆件从右到左依次展示了抛光、镀银、镀金后的效果）、铜戒，以及直接打印喷砂的茶具等。 由于铜材料的金属特性与金十分接近，尤其在激光吸收率方面表现相似。故在本次展示中，选用铜作为测试与展示的主要材料。希禾增材公司的铜材料打印成品经过抛光处理后镀金，便能呈现出温暖光泽和灿烂金色。得益于铜与黄金良好的相容性，即使镀金层较薄，仍能保持优异的耐久性和出色的视觉效果。 图7.希禾增材公司首次对外展出的装饰摆件 这些展件不仅彰显了希禾增材公司绿激光打印设备在细节控制上的卓越表现，也为金属3D打印在艺术创作、首饰制造及高端消费品领域的应用开辟了新思路。 展示的戒指模型采用铜材料打印，抛光后镀金的效果可媲美贵金属打印工艺，体现了希禾增材设备的高精度与高工艺水准。 行业领先，精密结构与极限测试 希禾增材公司绿激光打印设备具备行业内纯铜0.08mm壁厚的打印能力，展现了公司在精密加工领域的技术实力。通过图8展示的“极限测试件”，参观者可以直观了解希禾增材公司设备在纯铜及铜合金等高反金属打印中的优势。希禾增材绿激光金属3D打印机不仅能够打印超薄的零部件结构，在打印细节精确程度方面也达到了业内领先水平，充分满足了复杂几何形状和微型结构的制造需求。 图8.希禾增材在德国Formnext 2024展示的铜打印结构） 凭借当前业内绿光小光斑优势，希禾增材公司设备在打印精度和细节呈现方面表现卓越，树立了强劲的技术标杆。 通过不断创新，希禾增材公司为航空航天、电子散热、新能源汽车等领域提供了更加高效且可靠的增材制造解决方案，为推动行业进步贡献了重要力量。 Formnext是全球增材制造领域的重要平台，希禾增材公司凭借自主研发的绿激光金属3D打印设备及丰富的应用场景展示，不仅吸引了众多国际观众驻足，更向世界展示了中国智造的创新实力。未来，希禾增材公司将继续深耕金属增材制造领域，以技术驱动产业发展，为更多行业提供可靠、高效的解决方案。

日前，北京三帝科技股份有限公司（以下简称“三帝科技”）宣布，完成对河南中宏通有色金属铸造有限公司（以下简称“中宏通”）的并购。此次并购不仅标志着三帝科技在3D铸造赋能高压电气领域的重要布局，更是公司致力于用3D数字科技助力制造业升级的重要一步。 三帝科技是国内领先的3D打印设备与快速制造服务提供商，国家级“专精特新”小巨人企业，工信部增材制造典型应用场景供应商。 公司拥有激光和粘结剂喷射3D打印设备和材料技术及应用工艺，业务涵盖3D打印装备、原材料的研发及生产、金属成品件快速制造服务、3D打印工艺技术支持服务等，建立了完整的3D打印快速制造产业链。 产品及服务广泛应用于航空航天、汽车、能源动力、工业机械、船舶泵阀、轨道交通、3C电子、教育科研、雕塑文创、康复医疗等行业。 河南中宏通有色金属铸造有限公司创立于2018年，位于河南省郏县李口镇工业区，占地180亩，总建筑面积40000㎡。是高压输变电铸铝壳体行业领军企业之一，国家高新技术企业，省专精特新企业。专业从事大型铝合金铸件的研发及生产制造，是平高集团优秀供应商和长期战略合作伙伴，也是韩国LS中国区唯一铝铸件供应商、韩国日进电气合格供应商。公司通过了ISO9001:2015质量管理体系认证、OHSAS18001:2007职业健康安全管理体系认证、ISO14001:2015环境管理体系、绿色供应链管理体系等认证。具备产品设计、金属模具设计、铸造工艺参数设计、3D打印型芯、熔化、浇铸、热处理、精加工、检测和产品形式试验、表面处理（喷漆）等一体化生产加工能力，同时具备超大型异形铝合金铸件的快速研发试制、产品升级改型及成品批量化生产的能力。高压开关GIS壳体、导体等核心产品成熟应用于超特高压输变电领域。其中，高压输变电铸铝产品在白鹤滩水电站等国内外知名输变电工程、特高压输变电网中发挥着重要作用。 三帝科技与中宏通的强强联合，不仅将三帝科技的3D数字科技优势与中宏通在高压电气领域的专业制造能力相结合，更是双方在技术创新和市场拓展上的深度融合。通过此次并购，三帝科技将能够进一步拓展其在高压电气领域的应用，提升大尺寸铸造产品的生产和服务能力，同时也将为中宏通带来了更强大的技术支持和更广阔的市场前景。 三帝科技董事长宗贵升博士表示：“此次并购是三帝科技战略发展的重要一步，不仅为我们在高压电气领域的发展提供了新的增长点，更是三帝科技3D铸造能力的重要补充。通过河南平顶山、陕西咸阳、河北大名、山东日照、安徽铜陵、广西玉林的3D铸造中心，能够更好地为客户创造价值。我们也期待与中宏通的合作能够为双方带来更多的创新成果，共同推动3D打印技术的产业化应用。” 中宏通总经理祁红召也对此次合作表达了积极的信心：“通过与三帝科技的合作，使我们能够借助三帝科技的先进技术和资源，进一步提升生产效率、降低生产成本，提高产品品质和成品率，建立绿色化、智能化、高端化的生产服务能力，拓展中宏通在高端复杂铝铸件方面的设计制造能力，为公司带来更多的发展机遇。” 如今，三帝科技3D铸造解决方案正在持续赋能多个领域，包括航空航天、能源动力、汽车领域等。

11月22日，德国Formnext展会完满闭幕，本次展会的展商规模和观众人数均突破历史数据，3D打印技术逐渐在各行各业落地应用，针对设备、材料、工艺和软件，均呈现更多样化和更细分的趋势，用户提出更专业的应用需求。 一迈在Formnext现场 超大型颗粒3D打印，正在欧美市场快速发展 在2024年的德国Formenxt展会及北美Rapid tct展会可以看出，超大型塑料颗粒打印在欧美正在成为主流趋势，众多国外品牌推出了超大型龙门结构和基于机械臂的多轴颗粒打印方案，材料厂商们积极布局原料改性和供应，市场上出现了一些优秀路径规划软件，而应用场景则更聚焦在家具、建筑和模具等领域。 一迈在3年前推出自己的颗粒打印方案，经过不断优化迭代，已经形成颗粒挤出系统&颗粒打印机&机械臂颗粒3D打印方案&颗粒原料相结合的产品体系，已经为多个已经为国内外知名用户提供产品或服务。目前，一迈也正在努力打造更适合颗粒打印的路径软件。 一迈颗粒打印方案 一迈德国颗粒打印客户 一迈颗粒打印展墙 一迈颗粒打印模具 高性能3D打印，材料和软件缺一不可 设备硬件只是基础，用户希望最终的制件达到真正的高性能，需要材料工艺的配合。一迈持续在高性能材料的改性测试上进行投入，已经达成与中研、赢创、威格斯及阿科玛等全球知名材料厂商达成深度合作，进行联合测试、应用推广以及白皮书的发布，为全球用户提供更适合增材制造的材料解决方案。目前，一迈已经有多款合作的PEEK、PEKK及PEAK材料面向市场，可以降低结晶速率，提升可打印性和纵向性能。 一迈高性能打印解决方案 其次，软件流程对打印结果也有着很重要的影响，更优的路径规划和程序控制对打印表面效果、效率和性能产生积极的影响。目前，一迈分别基于Cura发布了IEMAI 3D Expert和基于Orcaslicer发布了IEMAI 3D Slicer两款切片软件；基于Marlin和Klipper进行优化的运动算法以及基于Linux的控制系统正逐步用在新一代的产品上；基于P2P传输协议的远程文件传输和视频流传输，避免了用户数据必须留存在服务器上的隐私尴尬，实现了基于互联网的云控制以及基于局域网的本地控制；基于视觉算法，一迈正在训练其视觉模型，以帮助用户在打印时遇到特殊情况时进行判断和处理。 一迈软件体系 大幅面工业3D打印，高速连续稳定生产是刚需趋势 目前，基于轻量化结构设计和小尺寸打印，几乎全球的消费级打印机品牌均已实现高速打印，极大地提升了用户对3D打印的信心。而实际上，尺寸更大的制件的3D打印更加需要高速以及稳定生产，但更大尺寸的设备意味着更重的运动结构和更长的运动距离，为实现高速打印功能增加了难度，一迈接受了这一挑战，全新的NT系列，搭载了更轻量化的IDEX双头，全新的控制系统和运动算法，该系列将采用全新切片软件IEMAI 3D Slicer，更优的温度控制系统，使得各类工业材料能够在大尺寸打印时，更高速和更稳定。 一迈大幅面打印机 从用户转分享商，持续布局全球销售服务网络 阿根廷代理商从黄金等级升级为铂金，法国客户从终端用户转变为分销商及欧洲本土技术服务商，以及Formnext现场更多客户表达了分销合作意愿，这让IEMAI3D品牌的国际影响力和服务能力得到更好提升。 一迈品牌简介 东莞一迈智能科技有限公司是中国一家专注于3D打印研发生产的高新技术企业，其品牌一迈 IEMAI 3D是全球化的工业级3D打印机品牌，致力于为用户提供多材料兼容的“All in one”3D打印解决方案，支持打印市场上绝大部分的热塑性材料，帮助用户解决在制造生产中遇到的难题。一迈执行产品研发及生产的高质量标准，所有的3D打印机和材料均已获得CE和ROHS认证。其重视品牌打造，目前已获得中国、美国、欧盟的商标证书 。该公司追求核心技术研发，目前已获得软件著作权、发明专利、实用新型专利、外观设计专利、国家高新技术企业称号。如今，一迈的3D打印解决方案已应用到：航空航天、汽车、石油化工、医疗和电子制造业。

高斯光束作为传统的激光束形状，在LPBF技术中得到了广泛应用。然而，高斯光束的能量分布不均，中心能量高，边缘能量低，导致熔池中的热梯度大，容易产生孔隙和未熔合缺陷。此外，高斯光束还容易引起强烈的金属蒸汽波动和飞溅，进一步加剧了缺陷的形成。因此，探索新的激光束形状以改善LPBF技术的打印质量成为了研究热点。 为了解决LPBF技术中的缺陷问题，研究人员开始探索非高斯形状的激光束，如平顶光束和环形光束。这些非高斯形状的激光束具有更均匀的能量分布，可以减小熔池中的热梯度，从而降低孔隙和未熔合缺陷的形成概率。此外，非高斯形状的激光束还可以控制金属蒸汽的波动和飞溅，进一步减少缺陷的产生。 在已有的研究中，主要使用可见光高速成像技术来观察LPBF过程中的飞溅和金属蒸汽。这种方法可以直接观察到飞溅颗粒和金属蒸汽的喷射角度、数量以及蒸汽羽流的角度。然而，可见光高速成像技术的视野深度较小，当飞溅颗粒移出焦点时会产生模糊，无法完整捕捉到飞溅的全过程。此外，可见光高速成像技术无法观察到熔池下方的孔隙形成和演化过程，以及熔池内部的动态变化。因此，需要一种更先进的成像技术来全面理解LPBF过程中的缺陷形成机制。 同步加速器X射线成像技术是一种具有高分辨率和高穿透力的成像技术，能够同时观察到LPBF过程中熔池上方和下方的动态变化。已有研究表明，同步加速器X射线成像技术可以有效表征LPBF过程中的熔池波动、熔流、匙孔形成和演化、孔隙形成和消除以及裂纹形成等动态过程。然而，在LPBF过程中使用非高斯形状的激光束时，尚未有报道使用同步加速器X射线成像技术同时观察到飞溅、熔池、匙孔和孔隙的动态过程。 3D打印技术参考注意到，来自威斯康星大学的中国学者发表了题为“Revealing mechanisms of processing defect mitigation in laser powder bed fusion via shaped beams using high-speed X-ray imaging”的研究。其通过整合激光与可切换光束轮廓到同步加速器X射线，并使用原位高速同步加速器X射线成像结合多物理场模拟，直接观察非高斯形状光束（特别是环形光束）在LPBF过程中的动态行为，量化缺陷缓解机制。 研究人员使用连续波（CW）AFX1000光纤激光器和同步加速器X射线，对环形光束LPBF过程进行原位高速X射线成像。同时，还对比研究了高斯光束LPBF过程的X射线成像结果。通过X射线成像观察高斯光束和环形光束LPBF过程中孔隙的形成和演化过程，分析环形光束如何缓解孔隙的形成。使用X射线成像技术观察高斯光束和环形光束LPBF过程中熔池的波动情况，分析环形光束对熔池波动的缓解作用。通过X射线成像技术观察高斯光束和环形光束LPBF过程中的飞溅现象，分析环形光束对飞溅的缓解作用。最后使用FLOW-3D软件对高斯光束和环形光束LPBF过程进行多物理场模拟，模拟结果包括温度场、熔流和回弹压力等。通过对比模拟结果和实验结果，进一步验证环形光束对缺陷缓解的作用机制。 实验材料选用Ti6Al4V合金，实验过程中，对粉末床和裸露基底进行了单轨激光熔化实验，观察了不同激光功率和扫描速度下的熔池动态和缺陷形成情况。实验发现： 孔隙缓解：在高斯光束LPBF过程中，观察到了匙孔孔隙的形成。而在环形光束LPBF过程中，孔隙的形成得到了有效缓解。X射线图像显示，环形光束扫描时孔隙的形成明显减少。 熔池波动缓解：在高斯光束LPBF过程中，观察到了显著的周期性熔池波动，最大振幅为40μm。而在环形光束LPBF过程中，熔池波动得到了有效缓解，熔池表面更加平滑。 飞溅缓解：在高斯光束LPBF过程中，观察到了多种类型的飞溅现象，包括液体断裂飞溅、液体碰撞飞溅和液体团聚飞溅。而在环形光束LPBF过程中，飞溅现象得到了有效缓解，飞溅颗粒的数量和尺寸均减小。 多物理场模拟结果：模拟结果显示，环形光束LPBF过程中的温度场更加均匀，熔流更加平稳，回弹压力也更小。这些结果进一步验证了环形光束对缺陷缓解的作用机制。 环形光束减少激光焊接中气孔的形成。(a-f)激光功率为550W(a-c)和400W(d-f) 的激光功率的高斯光束扫描过程中孔隙形成的动态。白色虚线圆圈标记了锁孔。(g–i)550W的环形光束扫描过程中孔隙形成的缓解，扫描速度为400mm/s。 环形光束减少激光粉末床熔融中孔隙的形成。(a-c)高斯光束扫描过程中孔隙形成的动态。白色箭头表示锁孔。(d-f)X射线图像显示环形束扫描过程中孔隙形成的缓解。激光功率为550W，扫描速度为400mm/s。粉末层厚度为100μm 环形光束缓解熔池波动 环形光束减少激光焊接中的飞溅 激光粉末床熔融中的液体飞溅和飞溅形成动力学。(a-i) 动态 X 射线图像显示高斯光束熔融过程中不同种类的液体飞溅和飞溅形成动力学。(a-c) 液体破裂飞溅的形成。(d–f) 液体碰撞飞溅形成。(g–i) 液体结块飞溅的形成。(j–l) 动态 X 射线图像显示环形光束熔融过程中飞溅形成动态。蓝色虚线和箭头标记飞溅的喷射角度和方向 高斯斯形和环形光束熔化的模拟结果显示了温度场、熔体流动和反冲压力   使用环形光束控制蒸汽流并减轻液体飞溅 总的来说，该研究发现环形光束控制了匙孔形态，有效地消除了匙孔尖端不稳定腔体的形成，稳定了匙孔，减轻了匙孔孔洞。增强的匙孔稳定性有效地减少了熔池波动、液体断裂诱导的飞溅和液体滴碰撞诱导的大飞溅的形成。此外，环形光束的高能前沿有效地熔化了粉末床，减少了LPBF过程中的聚集液体飞溅。这些发现的缺陷缓解机制可能指导光束整形策略的设计，以同时提高金属增材制造的质量和生产率。环形光束在LPBF技术中具有显著的应用潜力和价值，有望为金属增材制造技术的发展带来新的突破和进展。

陶瓷以其较高的机械强度和硬度、良好的化学稳定性以及优异的声光电磁热等特性，被广泛应用于化工、机械、电子、航空航天和生物医学等领域。传统陶瓷制造工艺通常将陶瓷粉末和粘结剂等混合，通过注射成型、模压、流延、凝胶注模等方法制成所需形状。制得的生坯再经过高温脱脂和烧结等工艺进一步致密化。但传统制造工艺需要模具、整体生产周期较长，且无法成型具有高度复杂结构的陶瓷零件。此外，由于陶瓷具有极高硬度和脆性，使其加工异常困难。而3D打印技术具有智能、无模、精密、高复杂度的制造能力，为陶瓷零件制造提供了全新思路。 陶瓷3D打印技术及应用材料 根据不同的陶瓷3D打印成型原理，可分为基于挤出成型原理的线材熔融沉积造型技术（FDM）、粉末挤出打印技术（PEP）和浆料直写技术（DIW）；基于光敏聚合成型原理的立体光固化技术（SLA）、数字光处理技术（DLP）和双光子聚合技术（TPP）；基于粉末粘接成型原理的喷墨打印技术（IJP）和三维印刷技术（3DP）；基于粉末烧结成型原理的选择性激光烧结技术（SLS）和选择性激光熔化技术（SLM）。 ▲陶瓷3D打印技分类术 ▲陶瓷3D打印技术细节对比 而陶瓷3D打印材料则可分为粉末、颗粒、浆料和线材。 主要有氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硅、氮化硼、TCP、羟基磷灰石等。 陶瓷3D打印在航空航天、核能、半导体制造、医疗植入、光学传感及高温耐磨件等领域都有着非常广泛的应用。 ▲采用PEP工艺制备的不同陶瓷材料应用样品 @升华三维 PEP与DLP的技术特点及差异 本文选择DLP与PEP两种不同陶瓷打印工艺进行梳理，旨在充分挖掘不同技术潜力，形成优势互补，探寻应用增长点。严格来说，3D打印仅仅是陶瓷零件制造工艺中的一个成形过程。最终零件性能还要有赖于材料制备和脱脂烧结等工艺。为了获得更高零件性能，可能还需要跟后处理工艺（如渗透和等静压）等结合起来。而基于光敏聚合成型的3D打印技术在成型精度、零件表面质量和机械性能等方面均表现出较大优势，因此通常被认为是各种陶瓷3D打印工艺中具有广阔前景的一类工艺。 目前在市面上出现的商业化陶瓷3D打印设备中，主要以DLP打印机的的应用较为普及。其在设备成本及制备精密陶瓷件方面相比SLM等需要高能量激光器的设备都具有显著优势。而PEP则是由升华三维推出的一种3D打印结合传统烧结工艺的间接增材技术，其发挥了3D打印灵活成型与传统粉末冶金成熟后处理工艺优势，通过3D打印机制备复杂结构形状，再通过脱脂烧结工艺进行后处理，最终获得致密且性能一致性好的陶瓷结构件。DLP与PEP都具有其独特的优势，但也存在着明显的差异点，主要体现在： DLP与PEP的技术的差异点 成型原理：PEP技术基于粉末挤出，而DLP技术基于光固化，两者在成型原理上存在本质区别； 材料选择：PEP技术可适用于金属和陶瓷粉末材料，DLP技术则适用于以光敏树脂材料作为基料，可选择的材料有限； 成本和维护：PEP技术设备成本较低，维护方便，而DLP技术可能需要更复杂的光源和光学系统，维护相对复杂； 打印速度和精度：PEP采用点-线-面方式成型，而DLP技术采用数字光逐层固化方式成型，在打印速度和精度上具有优势，特别适合精细细节的打印； 应用范围：PEP技术适合复杂形状的大尺寸陶瓷结构件制造，DLP技术则更适合精细结构陶瓷部件的快速制造。 PEP在陶瓷3D打印的应用优势及前景 不同路线的陶瓷3D打印技术在应用侧重点也会存在不同。如使用IJP和3DP适合制造致密或多孔陶瓷零件，DIW和FDM工艺则适用于打印镂空点阵陶瓷结构。DLP技术在细微结构、尺寸精度和表面质量方面表现优异，适合对这些特征要求较高的应用，如在齿科、电子器件、首饰、玩具等都具有应用优势。而PEP技术在成本效益、材料适应性、和与传统工艺契合方面更具优势，特别适合如深色陶瓷材料（如碳化硅、氮化硅）的大尺寸结构件的增材。不过需要补充说明的是，应用场景除了成型技术的影响外，材料才是关键，不论哪种技术路线，最终都可以定义成是在为不同陶瓷材料的应用场景提供工艺支持。 ▲PEP制备轻量化设计的碳化硅反射镜烧结件 @升华三维 ▲采用PEP工艺制备的大尺寸碳化硅反射镜成品 @上海硅酸盐所 PEP技术在大尺寸的高性能结构陶瓷、内部多孔复杂结构陶瓷和陶瓷基复合材料等应用开发方面独具优势。此外，PEP技术的一个显著特点是在于能够灵活地使用各种陶瓷粉末原料，有望在航空装备、空间技术、核工业、国防、光伏半导体、生物医疗等领域的更多陶瓷材料上得以深度开发和应用拓展。尽管打印件表面光洁度有限，但精度低和表面质量低等缺点在生物陶瓷支架应用方面，也许可能转变为对这些部件有利的结构特性。 PEP技术目前已在空间反射镜、高温炉具、热交换器、晶圆载具、天线罩、过滤催化器、人工骨等陶瓷应用方面有着较成熟的案例。同时PEP技术因其绿色环保和可持续发展的特性，有助于减少能源消耗和环境污染，符合当前制造业的环保趋势，市场潜力巨大。